本网保定讯：9月15日，国际能源材料领域权威期刊 《Advanced Energy Materials》（IF=25.502） 在线发表了华北电力大学动力工程系杨薛明教授团队与合作团队完成的最新研究成果 “Solar Salt Thermal Storage Enhancement Through Defect Engineering” （https://doi.org/10.1002/aenm.71588）。

高温熔融盐储热是聚光太阳能热发电（CSP）的重要技术基础，提高熔融盐的储热及传热性能对于降低CSP系统成本、提升发电效率具有重要意义。近年来，基于熔融盐纳米流体的储热技术为推进CSP系统和电网削峰提供了新的途径。然而，进一步提升熔盐纳米流体的储热性能正面临瓶颈。为此，研究团队将缺陷工程引入太阳盐纳米流体，通过控制高温煅烧在SiO2纳米颗粒中构筑氧空位，调控颗粒表面电荷分布及颗粒与熔盐之间的相互作用。通过实验、基于密度泛函理论（DFT）的电荷分析、分子动力学（MD）模拟和技术经济分析，从微观尺度到系统层面对通过缺陷工程强化太阳盐（solar salt）储热进行了系统研究。与不含氧空位的SiO2纳米颗粒相比，经缺陷工程化的SiO2纳米颗粒会与熔融盐离子产生更强的库仑相互作用，并促使熔融盐离子在SiO2纳米颗粒表面形成更为致密且更厚的压缩层。这种独特结构使熔盐纳米流体的比热容提升幅度达到未缺陷工程化纳米颗粒掺杂体系的3倍以上（纳米颗粒质量分数为1 wt%时，相较于纯太阳盐提升56.6%）；同时，热导率、分散性和黏度也得到显著改善。系统层面分析表明，这些综合热物理性能提升显著降低了CSP系统的平准化度电成本，并提高了CSP系统的年发电量。该研究提出的缺陷工程强化熔融盐纳米流体储热性能的方法和机理为进一步推进熔盐纳米流体的大规模热能存储应用提供了新的思路。

缺陷工程制备的太阳盐纳米流体储热性能及界面离子分布

论文作者依次为华北电力大学动力工程系博士研究生季畅、杨薛明教授、硕士研究生崔启扬，中国科学院理化技术研究所张旭东项目研究员，英国德比大学工程学院Lecturer解建飞和清华大学曹炳阳教授。其中，季畅为第一作者，杨薛明、张旭东和曹炳阳为共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金（52425601）、河北省自然科学基金（E2025502029）以及北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会（Z251100003625023）等项目资助。

杨薛明，华北电力大学动力工程系教授、博士生导师。长期从事储能材料及系统、储热技术及传热传质研究。在 Advanced Energy Materials，Nano Energy, Renewable and Sustainable Energy Reviews，Energy Conversion and Management, Energy，Chemical Engineering Journal, Composite Part B, Advanced Composites and Hybrid Materials‌ 等期刊上发表学术文章100余篇，授权发明专利6项。

初审：杨薛明

复审：韩旭

审核：张磊

责任编辑：张丹